автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Снижение энергопотребления стиральных машин барабанного типа при обеспечении рационального перемещения обрабатываемых изделий в процессе стирки

004618699 На правах,рукописи

Калашников Алексей Александрович

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ СТИРАЛЬНЫХ МАШИН БАРАБАННОГО ТИПА ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССЕ

СТИРКИ

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (коммунальное хозяйство и сфера услуг)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ДЕК 2010

Шахты-2010

004618699

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ГОУ ВПО ЮРГУЭС) на кафедре «Машины и аппараты бытового назначения»

Защита состоится «24» декабря 2010 г. в 10- часов на заседании диссертационного совета Д 212.313.01 при Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса по адресу: 346500, г. Шахты Ростовской области, ул. Шевченко, 147, ауд. 2 247.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса.

Текст автореферата размещен на сайте ЮРГУЭС: http: www.sssu.ru

Автореферат разослан: «23» ноября 2010 г.

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Алехин Сергей Николаевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Фомин Юрий Григорьевич кандидат технических наук, профессор Набережных Анатолий Иванович ОАО «Вяземский машиностроительный завод», Смоленская обл., г. Вязьма

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.313.01

Куренова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Энергоэффективность и энергосбережение являются одними из пяти стратегических направлений приоритетного технологического развития, названных президентом Российской Федерации Д.А.Медведевым на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию России, которая состоялась 18 июня 2010 года.

Энергоемкость Российской экономики (затраты энергии на единицу валового внутреннего продукта) в 1,8 раза выше, чем в США и в 2,5-3 раза выше, чем в Японии, Италии и других индустриально развитых странах мира. Это делает российскую товарную продукцию неконкурентоспособной не только на мировом, но и на внутреннем рынке.

Одними из наиболее энергоемких изделий машиностроения являются машины и приборы бытового и коммунального назначения. Согласно структуре электропотребления за 2008 год наибольшую долю занимают «прочие» потребители, включая сферу услуг и коммунальный сектор - 24,56 % (больше чем в промышленности), а также сектор бытового потребления города и села-17,69%.

Вместе с тем, установлено, что до 40% используемой в быту электро- и тепловой энергии буквально «выбрасывается на ветер», что говорит об актуальности более эффективного использования электроэнергии в домашнем, а также в коммунальном хозяйстве.

Значительная доля расхода электроэнергии в быту и коммунальной сфере приходится на стирку изделий. В связи с этим, в настоящее время энергоэкономичность стиральных машин - это одна из наиболее важных проблем их совершенствования и повышения конкурентоспособности.

Как показал анализ научных работ, в качестве основного критерия при исследовании и разработке современных стиральных машин авторами в основном принимаются показатели качества стирки изделий. При этом, вопросам снижения энергопотребления при стирке уделяется недостаточно внимания:

во-первых, отсутствуют научно обоснованные представления о влиянии конструктивных и режимных параметров стиральных машин на энергозатраты в процессе вращения барабана при стирке;

во-вторых, отсутствуют научно обоснованные представления о связи характера и условий перемещения изделий в барабане при стирке с энергозатратами;

в-третьих, известные математические зависимости не в полной мере учитывают факторы, определяющие энергозатраты при стирке;

в-четвертых, известные способы управления режимом вращения барабана не учитывают случайный характер перемещения изделий в процессе стирки, что приводит к значительному (10... 15%) разбросу энергетических параметров;

в-пятых, отсутствуют научно обоснованные представления о взаимосвязи энергозатрат и отстирываемости с учетом характера и условий перемещения изделий в барабане при стирке.

Решение данных вопросов, направленных на снижение энергозатрат ) при стирке, обусловливает актуальность и целесообразность данного диссертационного исследования.

Именно поэтому целью работы является снижение энергопотребления стиральных машин барабанного типа при сохранении требуемого качества стирки путем обеспечения рациональных характера и условий перемещения изделий в барабане.

В соответствии с этой целью в диссертационной работе были поставлены и решены следующие основные задачи.

1. Анализ основных конструктивных и режимных параметров стиральных машин, определяющих характер и условия перемещения изделий в барабане при стирке.

2. Математическое моделирование энергозатрат на перемещение изделий при стирке.

3. Экспериментальное определение влияния конструктивных и режимных параметров стиральных машин на энергозатраты при требуемом качестве стирки текстильных изделий.

4. Разработка и исследование способа управления режимом вращения барабана при стирке, обеспечивающего снижение энергопотребления.

5. Разработка рекомендаций по выбору рациональных конструктивных параметров барабана и режимных параметров процесса стирки, обеспечивающих снижение энергозатрат.

Объектом исследования являются стиральные машины барабанного

типа.

Предметом исследования является процесс стирки текстильных изделий в стиральных машинах барабанного типа и их энергетические характеристики.

Теоретической и методической основой исследования явились основные положения механики твердого тела, гидродинамики, электротехники, технологических процессов стирки текстильных изделий, труды отечественных и зарубежных исследователей в области процесса стирки при различных конструктивных и режимных параметрах стиральных машин.

В диссертации использовались приемы математического анализа при проведении теоретических исследований влияния различных факторов на энергозатраты при стирке текстильных изделий.

Научная новизна диссертации заключается в следующем.

1. Установлена зависимость формообразования изделий при стирке от их массы, характера и условий перемещения в барабане. Разработаны схемы перемещения изделий в барабане при стирке, получены циклограммы и формулы определения энергозатрат для различных схем формообразования.

2. Установлена функциональная зависимость энергозатрат от массы обрабатываемых изделий, которая имеет локальный минимум, обусловленный изменением условий формообразования, и локальный максимум при коэффициенте загрузки к3, равным 0,8...0,85.

3. Разработан способ управления режимом вращения барабана, обеспечивающий снижение энергозатрат при сохранении качества стирки.

4. Установлено влияние на энергозатраты при стирке числа подъемов изделий и коэффициента загрузки к3. Определены рациональные величины коэффициента загрузки к3, равные 0,9...0,95, обеспечивающие минимальные значения энергозатрат при стирке.

Практическая значимость. При разработке стиральных машин барабанного типа с улучшенными показателями энергопотребления, а также при их сервисном обслуживании практическую значимость имеют:

• способ управления режимом вращения барабана при стирке;

• алгоритм нахождения числа подъемов изделий для определения энергозатрат при перемещении изделий в процессе стирки;

• формулы для определения энергозатрат при перемещении изделий в процессе стирки;

• рекомендации по проектированию стирального барабана и выбору режимных параметров процесса стирки изделий;

• программы расчета рациональных конструктивных параметров барабана стиральных машин и режимных параметров стирки, обеспечивающих снижение энергопотребления при требуемом качестве обработки текстильных изделий.

Результаты исследования рекомендуются для использования в проект-но-конструкторских организациях, на предприятиях по изготовлению, эксплуатации и сервисному обслуживанию стиральных машин, а также в учебном процессе при подготовке высококвалифицированных специалистов в области проектирования и сервиса бытовых машин и приборов.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научно-технических конференциях в ГОУ ВПО «Южно-Российский

государственный университет экономики и сервиса» (г. Шахты, 2009, 2010г.) и в ГОУ ВПО «Ростовская академия сервиса Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса» (г. Ростов-на-Дону, 2009 г.), на XI Международной научно-технической конференции МНИЦ ПГСХА (г. Пенза, 2009, 2010 г.), на Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Перспектива 2010 (г. Нальчик, 2010 г.).

Результаты работы использованы предприятиями ООО «ПКФ «Ю.Г.»», г.Волгоград, ЗАО «Прогресс», г.Шахты и др.

Материалы диссертации используются в учебном процессе в ЮжноРоссийском государственном университете экономики и сервиса на кафедре «Машины и аппараты бытового назначения» при подготовке магистрантов по дисциплине «Проектирование стиральных машин», а также при курсовом, дипломном проектировании и подготовке магистерских диссертаций.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано автором в 11 статьях, из них 1 статья в журнале, входящим в перечень п.8 ВАК РФ. Получено решение о выдаче патента на изобретение РФ.

Ряд положений диссертации изложен в отчетах по НИР, выполненных в ЮРГУЭС.

Струютра и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, приложений и содержит 165 страницы машинописного текста, 92 рисунка, 15 таблиц и список использованной литературы из 116 наименований.

Диссертация выполнена на кафедре «Машины и аппараты бытового назначения» Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулированы цели и определены основные задачи исследований, приведены сведения о научной новизне, практической значимости и реализации результатов диссертационной работы.

В первой главе проанализированы показатели энергетической эффективности стиральных машин, приведены классы их энергоэффективности.

Рассмотрены конструктивные и технологические особенности эксплуатации современных стиральных машин барабанного типа. Показано, что одним из наиболее энергоемких процессов при стирке является вращения барабана. Установлено, что различные модели стиральных машин обладают разнообразными значениями конструктивных и режимных параметров, выбор которых недостаточно обоснован с точки зрения обеспечения энергоэкономичности стиральных машин.

Анализ научных работ, посвященных совершенствованию стиральных машин показал, что наиболее значимыми из них в области развития основ теории процесса стирки являются работы П.А. Ребиндера, В.А. Минаева-Цикановского, И.П. Попова, Р.П. Межлумовой, Е.И. Лихтцера Я.Н., Грешне-ва А.И., Берникова, М.А. Емельянова, A.C. Летина, Д.П. Перелетова, К. Дур-хама, В. Клинга и др.

Значительный вклад в развитие практических вопросов совершенствования стиральных машин внесли такие ученые как Малыхин В.И., Набережных А.И., Панфилов Е.А., Лебедев B.C., Усольцев A.M., Малахов В.Н., Лесников В.В., Сизова Л.А., Сыздыкбаева Б.У., Мельник Л.В., Нагорный П.И., Русанова И.К., Соколова Т.В., Волошин В.А. и др.

Из анализа имеющихся публикаций установлено, что в качестве главных критериев при исследовании и совершенствовании стиральных машин в основном выбираются показатели, характеризующие качество стирки, в первую очередь, отстирываемость. При этом вопросы, связанные с энергоэкономичностью стиральных машин являются недостаточно изученными.

Выявлено, что известные способы управления режимом вращения барабана, направленные на снижение энергозатрат при стирке, не учитывают случайный характер перемещения изделий в процессе стирки, что приводит к значительному (10... 15%) разбросу энергетических параметров.

Таким образом, вопросы, которые требуют первостепенного решения для снижения энергозатрат при стирке в машинах барабанного типа, связаны с математическим описанием энергетических характеристик и особенностей процессов движения изделий, позволяющих установить зависимости энергозатрат машин от их конструктивных и режимных параметров и условий перемещения изделий, а также разработки соответствующих методик теоретического и экспериментального исследования и разработке на этой основе эффективных способов управления режимом вращения барабана.

Во второй главе проведен теоретический анализ и моделирование энергетических характеристик процесса стирки.

На основе анализа параметров стирального барабана, определяющих характер перемещения текстильных изделий при стирке, получены зависимости для определения углов поворота барабана для соответствующих фаз перемещения изделий (рис.1).

Рассмотрены энергетические характеристики процесса падения и соударения изделий при их обработке в стиральных барабанах. Разработан алгоритм для определения числа падений изделий ппад, а соответственно и числа их подъемов ппод, в процессе вращения барабана при стирке.

Показано, что одним из основных параметров, определяющих энергозатраты на процесс перемещения изделий при стирке, является эксцентриси-

s

тет е их центра масс. Для определения е предложена методика, основанная на использовании высоты сегмента Ьс, форму которого условно принимают изделия при стирке в соответствии с общепринятыми представлениями.

Проведенный теоретический анализ перемещений изделий при стирке с учетом материалов работ авторов Лихтцера Я.Н., Набережных А.И, Волошина В.А., Малахова В.Н., Усольцева A.M. позволил предположить, что в зависимости от их массы происходит процесс формообразования изделий как в виде сплошного потока, так и в виде отдельных «независимых» комов (как показали дальнейшие экспериментальные исследования, не более трех комов).

При проведении теоретических исследований были приняты следующие допущения:

1) углы, характеризующие фазы перемещения кома изделий (см. рис.1) в барабане с постоянными параметрами и массой mg^const, всегда остаются постоянными:

- угол отрыва aOTp=const;

- угол падения anaÄ=const;

- угол холостого хода Aa=const.

2) если изделия при перемещении в барабане образуют несколько комов, то массы каждого из них равны между собой тбЖ1=гПбЖ2..-=т5ж;, где i -

количество комов, а сумма масс всех комов представляет массу всех изделий, находящихся в барабане: тбж=т5ж1+тбж2.. .+тбж|.

С учетом принятых допущений проведены теоретические исследования энергетических характеристик стиральных машин при стирке в режиме установившегося вращения барабана и разгона в условиях образования одного, двух, трех комов изделий, а также при перемещении изделий в виде сплошного потока.

Разработаны циклограммы углов поворота барабана, соответствующих фазам перемещения изделий, и схемы перемещения изделий с учетом различных вариантов их формообразования.

На основании этого разработаны формулы для определения мощности

К, и расхода энергии Е„. Причем расход полезной энергии Е„ за время поворота барабана т на угол ссб определяется как площадь области, ограниченной осью х либо а, графиком N„=("(1) либо (Мп=Г(аБ)) и прямыми Т] и т2:

Расчетные зависимости полезной мощности 1ЧП и расхода энергии Е„, затрачиваемой на подъем изделий при повороте барабана от угла аБ=0 до угла отрыва аБ=аОТр при значениях массы изделий ш5=0,5...4,5 кг, соответствующих коэффициенту загрузки к3=0,10...0,85, в условиях установившегося вращения барабана и различных схем формообразования изделий приведены на рис. 2-5.

Рис. 2. Графики зависимости полезной мощности Ыл (а) и расхода энергии Еп (б), затрачиваемой на подъем одного кома изделий при повороте барабана от угла аБ=0 до угла отрыва аБ=аотр в условиях установившегося вращения

барабана

0)

б)

50 40 30 20 10 0

1 1 2 к

Зк Г 2,51 V, 1,5 кг

41 г 3,5 кг 6 Л .......11 кг

4,5 кг / / / .....[" 0,5 кг

16 32 48 64 80 96 Угол поворота барабана, град

а)

112

16 32 48 64 80 96 Л ,'<П поворота барабана, град

б)

Рис. 3. Графики зависимости полезной мощности (а) и расхода энергии Еп (б), затрачиваемой на подъем изделий, состоящих из двух комов, при повороте барабана от угла аБ=0 до угла отрыва ссБ=аотр в условиях установившегося

вращения барабана

30

16 32 48 64 : 80 96 Угол поворота барабана, град

а)

16 32 48 64 80 96 112 Угол поворота барабана, град

б)

Рис. 4. Графики зависимости полезной мощности Н, (а) и расхода энергии Еп (б), затрачиваемой на подъем изделий, состоящих из трех комов, при повороте барабана от угла аБ=0 до угла отрыва аБ=аотр в условиях установившегося

вращения барабана

Полученные на рис.2 - 4 графики соответствуют частным случаям реализации процесса обработки изделий в виде отдельных самостоятельных комов, образующихся независимо от их массы, например, при обработке перьевых изделий.

Анализ полученных зависимостей показал, что для случаев образования двух и более комов на кривых зависимостей энергетических характеристик (см рис.3 и 4), в отличие от ранее известных представлений, наблюдаются локальные минимумы, вызванные падением одного из комов в нижнюю часть барабана или отрывом одного из комов после его подъема и перехода в стадию падения. Наличие локальных минимумов приводит к снижению значений мощности и энергозатрат. Это обуславливает необходимость использования в данных случаях при расчете энергозатрат поправочного коэффициента.

Зависимости полезной мощности Н, и расхода энергии Е„, затрачиваемой на подъем изделий, перемещающихся в виде сплошного потока, показа-

ны на рис.5. При этом, соотношение между массой изделий Шбж.п. находящихся в стадии падения, и суммарной массой всех изделий т6ж учитывалось коэффициентом потока кп:

т6жп=кп-т5ж. (2)

который принимался равным от '/2 до '/6.

1 0,5 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 Коэффициент потока

а,5 кг

1 0,5 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7; 1/8 1/9 1/10 Коэффициент потока

а) б)

Рис. 5. Графики зависимости полезной мощности Nn (а) и расхода энергии Еп (б), затрачиваемой на подъем изделий, перемещающихся в виде сплошного потока, при различных значениях коэффициента потока кп и массы изделий ш5

При исследовании энергетических характеристик в период разгона барабана принималось, что большую часть времени машина работает при равнопеременном движении или близком к нему, т.е. ускорение разгона: _ da

sp - ~ const. При этом, угол подъема изделий аподр изменяется от «под р=0 до апод.р=аотр за время поворота барабана от аБр=0 до аБр=180

апод.р

С учетом коэффициента ка= , получена формула для определе-

аБ

ния полезной мощности на подъем изделий на высоту e(l-Cosanoap): . 8,212m5oe[l - Cos{aEka)] 8,212m6oe[l - Cos{aBka

Ю0г„

100a к

(3)

•р -----Б

Расход полезной энергии на подъем изделий при разгоне Еподр за время разгона барабана тр на угол от аЕ р=0 до аБ.р=аотр определяется как площадь области, ограниченной осью т либо (а), графиком N„=^1) либо (Ып=А(аБ р)) и прямыми т=0 при ссБр=0 и тр при аБр=аотр:

Ьпо0р - ] КоО.рй Г--~-. (4)

Расход энергии на преодоление инерции массы барабана Еи Б за время его разгона тр на угол ав.р определяется по формуле:

E.s= )NtJ¡áT = Nt,

CÍRn Bp

Б

СО

уст

или (5)

+ U.

где DB и LB - диаметр и длина барабана; рм и 5 - плотность материала и толщина стенок барабана ; kn 3 с и к„ об - коэффициенты, учитывающие снижение массы задней стенки и массы обечайки из-за наличия в них отверстий перфорации; d0K - диаметр загрузочного окна; n^, m^, h^ и а - число гребней, их масса, высота и отрезок основания гребня; 1Б2 — момент инерции частей барабана, конструктивные параметры которых не оказывают влияние на характер перемещения изделий.

Аналогично определяется расход энергии на преодоление инерции массы изделий и жидкости Еи.б.ж за время разгона барабана тр на угол аБ р:

а

Кб.ж = K^dr = Nu6xили Е,Яж = твде(0,06987Ле2 (6)

О "'уст

Суммарные значения расхода энергии определяются суммой полезных сопротивлений, трением в подшипниковой опоре, трением барабана о слой жидкости и сопротивлением перемешиванию кольцевого слоя жидкости в зазоре между обечайками барабана и бака, а также механическим КПД привода стиральной машины и электрическими потерями.

Анализ полученных во 2-й главе диссертации результатов показал, что наибольший расход энергии наблюдается при обработке изделий с массой, соответствующей коэффициенту загрузки к3=0,51...0,56. Причем в диапазоне изменения кз=0,1...0,51 происходит увеличение энергозатрат, определяемое изменением массы изделий шд от 0,1 до 2,3 кг, а в диапазоне к3=0,56...0,85 происходит снижение энергозатрат, обусловленное убыванием функции e=f(m5), стремящейся к нулю.

Установлено, что при одинаковых значениях коэффициента загрузки к3 более низкий уровень энергопотребления наблюдается для условий образования большего количества комов. Наименьший расход энергии соответствует условиям, когда изделия движутся в барабане в виде сплошного потока.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований энергетических характеристик процесса стирки в барабане.

В качестве объектов экспериментального исследования были выбраны модели стиральных машин: Indesit WISL105X, Samsung WF-F861, LG WD-10400ND, Aristón AVSD127.

С целью подтверждения предположения, сделанного во 2-й главе диссертационной работы, о формообразовании изделий при стирке в зависимости

от их массы, характера и условий перемещения в барабане проведены наблюдения за поведением изделий при стирке. Фотофрагменты процесса перемещения изделий во вращающемся барабане в период стирки при различной массе изделий представлены на рис. 6.

(а) (б)

Рис.6. Процессы перемещение изделий массой Шб=2 кг в виде двух комов (а) и массой шб=3 кг в виде сплошного потока (б) Полученные результаты подтверждают зависимость процесса формообразования изделий от коэффициента загрузки к3. Причем, для однозначного сопоставления энергетических характеристик при различных конструктивных параметрах барабана, к3 следует определять как отношение высоты сегмента мокрых изделий Ьи находящихся в барабане, и диаметра барабана Бв:

1г

иБ

Для проведения экспериментальных исследований энергетических характеристик стиральных машин был разработан измерительный комплекс, схема которого приведена на рис.7.

Рис.7. Схема измерительного комплекса для проведения исследований энергетических характеристик стиральных машин

В качестве измерительного устройства использовался датчик ДИМ-1Ф. Для преобразования сигнала, подаваемого с датчика на компьютер, исполь-

зовался внешний модуль АЦП/ЦАП модели Е14-140. В качестве измерительной и регистрирующей аппаратуры использовался персональный компьютер.

На первом этапе исследований определялись энергетические характеристик на преодоление сил вредных сопротивлений.

Полученные экспериментальные значения мощности на преодоление сил вредных сопротивления представлены на рис.8.

Рис.8. Экспериментальные значения мощности Ктр на преодоление сил вредных сопротивления в зависимости от массы изделий Шб

На втором этапе экспериментальных исследований определялась длительность периода разгона барабана при стирке в зависимости от массы текстильных изделий.

График изменения длительности периода разгона барабана в зависимости от массы изделий ш6=0,5...4,5 кг приведен на рис.9.

0,9

^ 0,7 0,6

0 1 2 3 4 5 Масса, кг

Рис.9. Изменение длительности периода разгона барабана в зависимости от

массы изделий

При этом для принятого диапазона изменения массы изделий время разгона барабана составляет 0,7...0,9 с, что соответствует углу поворота барабана 160...200°

На третьем этапе экспериментальных исследований определялись энергетические характеристики стиральных машин при изменении массы текстильных изделий. Результаты исследований приведены на рис.10.

1 140 5 юо

к

Т 60

ь- :

а,

20

0 1 2 3 4 5

Масса, кг

. Рис.10. График зависимости расхода энергии Е от массы изделий шб

Анализ экспериментальных данных показал, что в диапазоне изменения к3от 0,1 до 0,8 происходит увеличение энергозатрат, определяемое изменением массы изделий Шд от 0,5 до 4 кг, причем на участке к3=0,4...0,6 наблюдается локальный минимум обусловленный изменением формообразования изделий, а в диапазоне к3 от 0,8 до 0,9 происходит снижение энергозатрат, обусловленное минимальными значениями эксцентриситета центра масс изделий етт.

Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований энергетических характеристик (отклонение не превышает 7%) и совпадение их поведения для режимов изменения формообразования позволяют сделать вывод об адекватности разработанной математической модели.

Для установления взаимосвязи энергозатрат и качества стирки при изменении конструктивных и режимных параметров барабана, в соответствии с требованием ГОСТ 8051-93 и ГОСТ ИСО 10528-99 проведено определение отстирываемости. Белизна ткани изделий измерялась с помощью фотобле-скомера БФ-6.

График зависимости отстирываемости О от времени стирки тст приведен на рис. 11.

Врсчя стирки, с

Рис.11. График зависимости отстирываемости от времени стирки тст

Полученные результаты показывают, что наибольший рост значений отстирываемости наблюдается в начальный период стирки в диапазоне 0...45 с. Полученные результаты близко совпадают с данными, приведенными в других научных работах.

В четвертой главе диссертации представлены результаты теоретических исследований энергетических характеристик процесса стирки изделий.

Для установления взаимосвязи меящу энергопотреблением Е и отсти-рываемостью О в данной главе была использована известная концепция о том, что одинаковый эффект отстирывания для машин с различным фактором разделения Ф может быть достигнут при соблюдении постоянства в сопоставляемых моделях «пути стирки» S, или, другими словами, постоянства

суммарной кинетической энергии изделий т.е. постоянства механического воздействия. На основании этого и с использованием экспериментальных данных, полученных в 3-й главе диссертации при исследовании отстирываемости О, а также с учетом выражений для определения кинетической

энергии падения изделий, были получены зависимости 0=f( ) для различных значений диаметра барабана DB, частоты его вращения соБ, количества полных оборотов по6 и массы изделий mg.

При исследовании энергетических характеристик варьировались следующие параметры: масса изделий тб=0,5...4,5 кг, диаметр барабана De=0,4...0,5 м, частота вращения барабана соБ=3,5...6,0 рад/с и фактор разделения Ф=0,1...1.

Исследования показали, что при постоянной частоте вращения барабана соБ=4рад/с изменение массы изделий me и диаметра барабана DB в принятых диапазонах приводит к снижению удельной мощности на 59...68 %, при этом наиболее существенное влияние приращение массы оказывает на участке Шбо от 0,5 до 1,5 кг, на котором снижение удельной мощности составляет ANnomP.yd= 38,8 Вт/кг (40%). Причем, наиболее высокий прирост удельной

мощности наблюдается при максимальных значениях диаметра барабана Бб из принятого диапазона.

Установлено, что при постоянном диаметре барабана 0Б=0,47м изменение массы изделий тб и частоты вращения барабана шБ в исследуемых диапазонах приводит также к снижению удельной мощности, которое составляет в 67...69 %, причем наиболее существенное влияние приращение массы оказывает на участке Шбо от 0,5 до 1,5 кг, на котором снижение удельной мощности составило Шттр.уд=35,24 Вт/кг (39%). При этом, наиболее высокий прирост удельной мощности наблюдается при максимальных значениях частоты вращения барабана соБ из принятого диапазона.

При исследовании удельной мощности в условиях постоянного значения массы изделий Шб=2кг установлено, что изменение диаметра барабана и частоты вращения барабана соБ в исследуемых диапазонах приводит к росту удельной мощности: при шБ=3,5 рад/с на Ш„отр.Уд-2 Вт/кг или на 4,5%, при <вБ=6,0 рад/с на Шпотр.уд=30 Вт/кг или на 25%. Причем, увеличение частоты вращения барабана шБ в диапазоне соБ=3,5...5,2 рад/с приводит к росту удельной мощности, а в диапазоне озБ=5,2...6,0 рад/с происходит ее снижение.

Исследование энергозатрат показало, что при постоянной частоте вращения барабана юБ=4 рад/с изменение диаметра барабана в диапазоне Бб=0,4...0,5 м (рис.12) приводит к росту удельных энергозатрат ЕуД в среднем на 54...56 % и остирываемости на4...6%.

0=50%

® 0=60% • 0=70%

ч

юо с

- 150 |

Рис.12. Зависимость тс) при а^сог^ и 0=сош1

При постоянном факторе разделения Ф=сопз1 изменение диаметра барабана Бв оказывает более существенное влияние на удельные энергозатраты Еуд: при Ф=0,6 увеличение Бб от 0,4 до 0,5 м (рис.13) приводит к росту удельных энергозатрат ЕуД на 90...92 %, отстирываемость при этом увеличивается на 3...5 %.

Ф 0=50% ■■- .... ................5,

♦ 0=60« 300 Д

• 0=70% .............. - ■■ 250 о

200

а

& ио а

л

100 "Ъ

501 «я

0 41

0.42 .

т

; 0.44

V /.'0.45 .Л

.. -......................- 0.45

* й » ................'0.5 У

ВРелщс * Л

Рис. 13 График зависимостей ¿^Арв, тс) при Ф=const и 0=сопзг

Исследования также показали, что при постоянном диаметре Эб^о^ для обеспечения требуемой отстирываемости при минимальных энергозатратах необходимо, чтобы частота вращения Юб соответствовала значению фактора разделения Ф=0,6, при котором высота падения изделий и отстирываемость при стирке достигают максимальных значений (рис.14).

т о=5о% • 0=60% • 0=70%.

4

§

о

3 о 3

&

5

: О

>ТЗ в «У

«5

Время,

Рис.14. График зависимостей £^=£(а)Б, тс) при ВЕ=соп51 и 0=сош1

Таким образом, проведенные в 4-й главе исследования показали, что снижение диаметра барабана Об при изменении массы изделий шб во всем исследуемом диапазоне приводит к снижению удельных энергозатрат при стирке. Причем, наиболее существенное снижение удельных энергозатрат происходит при таком соотношении диаметра барабана 0Б и массы изделий Шб, при котором обеспечивается режим перемещения изделий в виде сплошного потока (при коэффициенте загрузке к3>0,5). Показано, что при коэффициенте загрузке к3=0,90...0,95 и соответствующей длительности рабочих периодов цикла стирки, обеспечивающей необходимую суммарную кинетическую энергию изделий, реализуется рациональное их перемещение в барабане при минимальных значениях удельных энергозатрат, которые на 10... 15% ниже удельных энергозатрат, соответствующих коэффициенту загрузки к3=0,80...0,85, принятому в настоящее время в современных стиральных машинах барабанного типа.

На основании проведенных исследований в диссертации был разработан способ управления режимом вращения барабана, позволяющий снизить периоды его вращения при максимальных энергозатратах, возникающих в процессе случайного перемещения изделий в барабане при смене направления его вращения после паузы в циклах реверсивного процесса стирки.

Разработанный способ заключается в следующем. Во время каждого периода вращения барабана при стирке т;, начиная с третьего, производят сравнение мощности, потребляемой при вращении барабана в начале данного периода т, в течение одного оборота, с мощностью в предыдущие периоды вращения барабана. При этом, если мощность выше средней предыдущей, то происходит остановка барабана и переход в режим паузы с последующим периодом вращения барабана. Если же данная мощность не выше средней предыдущей, то вращение барабана в ¡-м периоде продолжается в течение всего периода Т;, причем если в предыдущих периодах (или периоде) производился останов барабана, то последующий период увеличивался пропорционально для обеспечения качества стирки.

На рис.15 приведен алгоритм управления режимом вращения барабана, разработанный в данной диссертационной работе.

Предлагаемый способ позволяет снижать энергозатраты при сохранении основных показателей эффективности и качества стирки. Так, экспериментальные исследования стиральной машины Шеек \VISL 105 X показали, что использование данного способа приводит к снижению удельных энергозатрат в процессе стирки на 12...15%.

Гконец

Расчет среднего значения мощности за первых 2 цикла

Циклы стирки от 1 доп Расчет среднего "значения за 2 оборота в цикле

Докрутить оставшиеся обороты

Расчет среднего значения мощности с учетом значения двух оборотов

Рис.15. Алгоритм управления режимом вращения барабана

Полученные в работе результаты рекомендуются для использования при выборе рациональных конструктивных параметров барабана и режимных параметров процесса стирки, обеспечивающих снижение удельных энергозатрат стиральных машин барабанного типа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1) Анализ исследований в области проектирования, эксплуатации и сервиса стиральных машин барабанного типа позволил установить, что в настоящее время отсутствуют научно обоснованные представления о взаимосвязи энергозатрат и качества обработки изделий при стирке с учетом влияния конструктивных и режимных параметров стиральных машин, характера и условий перемещения обрабатываемых изделий в барабане.

2) На основании анализа конструктивных и режимных параметров, проведенных теоретических и экспериментальных исследований стиральных машин установлено влияние массы, характера и условий перемещения изделий на процесс их формообразования. Разработаны схемы перемещения изделий, получены циклограммы для различных схем формообразования.

3) Установлены зависимости энергозатрат от массы обрабатываемых изделий при различных схемах формообразования, которые имеют локальный минимум, обусловленный изменением условий формообразования, и локальный максимум при коэффициенте загрузки к3, равном 0,8. ..0,85.

4) Показано, что в частных случаях при реализации процесса обработки изделий в виде отдельных самостоятельных комов, образующихся независимо от их массы, функция энергозатрат имеет локальный минимум, обусловленный характером и условиями перемещения изделий. При этом, расчет энергозатрат должен производится с введением поправочного коэффициента.

5) Установлено влияние на энергозатраты при стирке числа подъемов изделий ппод и коэффициента загрузки к3. Разработан алгоритм нахождения числа подъемов изделий в процессе стирки, а также показано, что с целью оценки энергозатрат при стирке коэффициент загрузки барабана к, должен определяться как отношение между высотой сегмента изделий и диаметром барабана.

6) Предложена методика определения эксцентриситета центра масс изделий, основанная на общепринятом допущении о форме расположения изделий при стирке в виде сегмента.

7) Установлено, что при значениях коэффициента загрузки к3 более

0.85 определяющее влияние на изменение величин энергозатрат процесса перемещения изделий в барабане оказывает эксцентриситет их центра масс, значения которого при этом стремятся к нулю. При этом, для обеспечения требуемого качества стирки с минимальными энергозатратами установлены рациональные значения коэффициента загрузки к3, равные 0,90...0,95.

8) Разработан способ снижения энергозатрат посредством управления режимом вращения барабана, основанный на сокращении времени работы при максимальных нагрузках и сохранении качества стирки. Использование данного способа позволяет снизить удельные энергозатраты для бытовых стиральных машин барабанного типа на 12... 15%.

9) Результаты исследования рекомендуются для использования в про-ектно-конструкторских организациях, на предприятиях по изготовлению, эксплуатации и сервисному обслуживанию стиральных машин, а также в учебном процессе при подготовке высококвалифицированных специалистов в области проектирования и сервиса бытовых машин и приборов.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах

1. Алехин, С.Н. Расчет энергетических характеристик полезных сопротивлений при вращении барабана /С.Н.Алехин, А.А.Калашников, И.В.Фетисов, Д.П.Махов, А.С.Алехин // Технология машиностроения : обз. анал., науч.-техн. и произв. жур. - М.: Технология машиностроения, 2010. - № 8. - С. 40-44.

Публикации в журналах, сборниках трудов, материалах конференций

1. Калашников, A.A. Направление совершенствования систем управления и регулирования в бытовых машинах и приборах / A.A. Калашников, В.В. Лев-кин, М.А. Лемешко, В.И. Лалетин// Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий сервиса и машиностроения: Юбилейный международный сборник научных трудов / ЮРГУЭС; Под ред. A.B. Кожемя-ченко.- Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2007 - С.48-49.

2. Левкин, В.В. Экономическая целесообразность модернизации бытовых машин и приборов / В.В. Левкин, A.A. Калашников, М.А. Лемешко, В.И. Лалетин //Совершенствование системы управления сферой услуг в современных условиях: сб.науч.трудов/ редкол.: Т.Д. Попова (гл.ред.) [и др.]; Изд-во ЮРГУЭС, 2008. -265 с. - С.83-89.

3. Алехин, С.Н. Особенности расчета энергетических характеристик полезных сопротивлений в период установившегося вращения барабана при стирке в бытовых стиральных машинах / С.Н. Алехин, A.A. Калашников // Социально-экономические и технико-технологические проблемы развития сферы услуг: Сборник научных трудов. - Вып. 8. -ч.2. - Ростов н/Д: Изд-во РАС ЮРГУЭС, 2009. -388 с. - С.162-168.

4. Алехин. С.Н. Энергетические характеристики полезных сопротивлений при установившемся вращении барабана в процессе стирки изделий в виде сплошного кома / С.Н. Алехин, A.A. Калашников, A.C. Алехин, Г.М. Блатман // Человек и общество: на рубеже тысячелетий: международный сборник научных трудов/ под общей ред. проф. О.И. Кирикова. - Выпуск XLV. - Воронеж: ВГПУ, 2009. - 371 с. -С.356-368.

5. Калашников, A.A. Обработка экспериментальных данных исследования энергетических характеристик стиральных машин при стирке текстильных изделий в виде одного кома / A.A. Калашников, С.Н. Алехин, А.Н. Самоде-лов // Информационно-вычислительные технологии и их приложения: сборник статей XI Международной научно-технической конференции/ МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - 276 с. - С.129-132.

6. Алехин, С.Н. Исследование параметров механического воздействия на изделия при их обработке в стиральных барабанах / С.Н. Алехин, A.A. Калашников // Человек и общество: на рубеже тысячелетий: международный сборник научных трудов/ под общей ред. проф. О.И. Кирикова. - Выпуск XLVI. -Воронеж: ВГПУ, 2010. - 402 с. - С.349-359.

7. Алехин, С.Н. Влияние массы текстильных изделий на энергетические характеристики бытовых стиральных машин при стирке / С.Н. Алехин, A.A. Калашников// Перспектива-2010: Материалы Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов.- T.V. - Начальник: Каб.-Балк. ун-т., 2010. - 396 с.. - С.237-240.

8. Калашников, A.A. Исследование асимптотики поведения эксцентриситета центра масс изделий при стирке в стиральных машинах барабанного типа / A.A. Калашников, С.Н. Алехин// Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии: сборник статей XII Международной научно-практической конференции/ МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - 168 с. - С.71-74. .

9. Алехин С.Н. Повышение интенсивности процесса обработки белья при стирке / С.Н. Алехин, A.M. Лемешко, А.П. Климов, С.А. Смирнова, A.A. Калашников // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. трудов/ редкол.: Прокопенко [и др]; ГОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса». Шахты: ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2010. - 102 с. - С.3-5. Ю.Алехин, С.Н. Методика определения числа падений текстильных изделий в барабане при стирке / С.Н. Алехин, A.A. Калашников // Прогрессивные технологии в современном машиностроении: сборник статей VI Международной научно-практической конференции - Пенза: Приволжский дом знаний, 2010. - 324 с. - С.224-227.

Личный вклад диссертанта в работах, опубликованных в соавторстве: П. 1,5,8 - подготовлен материал и написано 80% работы; П.2,9 - предложена идея работы и написано 60% работы; П.3,4,6,7,10 - проведены расчеты, проанализированы исходные данные и результаты расчетов и написано 70% работы.

Подписано в печать 19.11.2010г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать оперативная. Усл. п.л. 1,0 Тираж ЮОэкз.

Отпечатано в типографии: ИП Бурыхия Б.М. Адрес типографии: 346500 Ростовская область, г. Шахты, ул. Шевченко-143

Введение.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Энергетические характеристики стиральных машин.

1.2 Конструктивные и режимные особенности эксплуатации современных стиральных машин барабанного типа.

1.3 Анализ теоретических и экспериментальных исследований энергетических характеристик стиральных машин при стирке.

1.4 Пути и технические решения, направленные на снижение энергопотребление стиральных машин.

1.5 Цель, задачи и программа исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА СТИРКИ.

2.1 Параметры стирального барабана, определяющие характер перемещения текстильных изделий при стирке.

2.2 Энергетические характеристики процесса падения изделий при их обработке в стиральных барабанах.

2.3 Энергетические характеристики процесса вращения барабана при стирке текстильных изделий.

2.4 Определение эксцентриситета центра масс изделий при стирке.

2.5 Теоретические предпосылки анализа- формообразования изделий во вращающемся барабане при стирке.

2.6 Энергетические • характеристики процесса установившегося вращения барабана в условиях образования одного кома изделий.

2.7 Энергетические характеристики процесса установившегося вращения барабана в условиях образования двух комов изделий.

2.8 Энергетические характеристики процесса установившегося вращения барабана в условиях образования трех комов изделий.

2.9 Энергетические характеристики процесса установившегося вращения барабана при перемещении изделий в виде сплошного потока.

2.10 Энергетические характеристики процесса разгона барабана.

2.11 Суммарный расход энергии в процессе стирке.

Выводы по 2-й главе. 1'

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ. ХАРАКТЕРИСТИК . ПРОЦЕССА ВРАЩЕНИЯ БАРАБАНА ПРИ СТИРКЕ.:. 105.

3.1 Исследование- процесса формообразования.' изделий в барабане при стирк.

3.2 Измерительная аппаратура для; проведения- экспериментальных исследований: энергетических характеристик процесса вращения барабана при стирке.

3.3 Условия и программа проведения экспериментальных исследований энергетических характеристик стиральных машин.

3.4 Экспериментальное определение энергетических характеристик на: преодоление,вредных сил сопротивления при: вращении барабана.

3:5 Определение длительности периода разгона барабана при стирке.

3.6; Результаты экспериментальных исследований энергетических характеристик стиральных машин при стирке.

3.7 Установление зависимости отстирываемости изделий от параметров режима стирки.;.'.

Выводы по З-й-.главе;.

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ВРАЩЕНИЯ БАРАБАНА ПРИ • СТИРКЕ.':.;.;.'•

4.1. Установление зависимости отстирываемости от энергии падения изделий при различных; значениях параметров барабана.:.

4.2. Исследование .потребляемой; мощности на процесс установившегося вращения барабана при стирке.

4.3 Исследование энергопотребления в процессе установившегося вращения барабана при стирке с учетом отстирываемости изделий.

4.4 Разработка и исследование способа управления режимом вращения стирального барабана.:.

Выводы по 4-й главе.

Актуальность темы диссертации. Энергоэффективность и энергосбережение являются одними из пяти стратегических направлений приоритетного технологического развития, названных президентом Российской Федерации Д.А.Медведевым на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию России, которая состоялась 18 июня 2010 года [98].

Энергоемкость Российской экономики (затраты энергии на единицу валового внутреннего продукта) в 1,8 раза выше, чем в США и в 2,5-3 раза выше, чем в Японии, Италии и других индустриально развитых странах мира. Это делает российскую товарную продукцию неконкурентоспособной не только на мировом, но и на внутреннем рынке [10].

Одними из наиболее энергоемких изделий машиностроения являются машины и приборы бытового и коммунального назначения. Согласно структуре электропотребления за 2008 год наибольшую долю занимают «прочие» потребители, включая сферу услуг и коммунальный сектор — 24,56 % (больше чем в промышленности), а также сектор бытового потребления города и села-17,69% [11].

Вместе с тем, установлено, что до 40% используемой в быту электро- и тепловой энергии буквально «выбрасывается на ветер», что говорит об актуальности более эффективного использования электроэнергии в домашнем, а также в коммунальном хозяйстве [97].

Значительная доля расхода электроэнергии в быту и коммунальной сфере приходится на стирку изделий. В связи с этим, в настоящее время энергоэкономичность стиральных машин — это одна из наиболее важных проблем их совершенствования и повышения конкурентоспособности.

Как показал анализ научных работ, в качестве основного критерия при исследовании и разработке современных стиральных машин авторами в основном принимаются показатели качества стирки изделий. При этом, вопросам снижения энергопотребления при стирке уделяется недостаточно внимания: во-первых, отсутствуют научно обоснованные представления о влиянии конструктивных и режимных параметров стиральных машин на энергозатраты в процессе вращения барабана при стирке; во-вторых, отсутствуют научно обоснованные представления о связи характера и условий перемещения изделий в барабане при стирке с энергозатратами; в-третьих, известные математические зависимости не в полной мере учитывают факторы, определяющие энергозатраты при стирке; в-четвертых, известные способы управления режимом вращения барабана не учитывают случайный характер перемещения изделий в процессе стирки, что приводит к значительному (10.15%) разбросу энергетических параметров; в-пятых, отсутствуют научно обоснованные представления о взаимосвязи энергозатрат и отстирываемости с учетом характера и условий перемещения изделий в барабане при стирке.

Решение данных вопросов, направленных на снижение энергозатрат при стирке, обусловливает актуальность и целесообразность данного диссертационного исследования.

Именно поэтому целью работы является снижение энергопотребления стиральных машин барабанного типа при сохранении требуемого качества стирки путем обеспечения рациональных характера и условий перемещения изделий в барабане.

В соответствии с этой целью в диссертационной работе были поставлены и решены следующие основные задачи.

1. Анализ основных конструктивных и режимных параметров стираль-нь1Х машин, определяющих характер и условия перемещения изделий в барабане при стирке.

2. Математическое моделирование энергозатрат на перемещение изделий при стирке.

3. Экспериментальное определение влияния конструктивных и режимных параметров стиральных машин на энергозатраты при требуемом качестве стирки текстильных изделий.

4. Разработка и исследование способа управления режимом вращения барабана при стирке, обеспечивающего снижение энергопотребления.

5. Разработка рекомендаций по выбору рациональных конструктивных , параметров барабана и режимных параметров процесса стирки, обеспечивающих снижение энергозатрат.

Объектом исследования являются стиральные машины барабанного типа.

Предметом исследования является процесс стирки текстильных изделий в стиральных машинах барабанного типа и их энергетические характеристики.

Теоретической и методической основой исследования явились основные положения механики твердого тела, гидродинамики, электротехники, технологических процессов стирки текстильных изделий, труды отечественных и зарубежных исследователей в области процесса стирки при различных конструктивных и режимных параметрах стиральных машин.

В диссертации использовались приемы математического анализа при проведении' теоретических исследований влияния различных факторов на энергозатраты при стирке текстильных изделий.

Научная новизна диссертации заключается в следующем. .

1. Установлена зависимость формообразования изделий при стирке от их массы, характера и условий перемещения в барабане. Разработаны схемы перемещения изделий в барабане при стирке, получены циклограммы и формулы определения энергозатрат для различных схем формообразования.

2. Установлена функциональная зависимость энергозатрат от массы обрабатываемых изделий, которая имеет локальный минимум, обусловленный изменением условий формообразования, и локальный максимум при коэффициенте загрузки к3, равным 0,8. „О,85.

3. Разработан способ управления режимом вращения барабана, обеспечивающий снижение энергозатрат при сохранении качества стирки.

4. Установлено влияние на энергозатраты при стирке числа подъемов изделий и коэффициента загрузки к3. Определены рациональные величины коэффициента загрузки к3, равные 0,9.0,95, обеспечивающие минимальные значения энергозатрат при стирке.

Практическая значимость. При разработке стиральных машин барабанного типа с улучшенными показателями энергопотребления, а также при их сервисном обслуживании практическую значимость имеют:

• способ управления режимом вращения барабана при стирке;

• алгоритм нахождения числа подъемов изделий для определения энергозатрат при перемещении изделий в процессе стирки;

• формулы для определения энергозатрат при перемещении изделий в процессе стирки;

• рекомендации по проектированию стирального барабана и выбору режимных параметров процесса стирки изделий;

• программы расчета рациональных конструктивных параметров барабана стиральных машин и режимных параметров стирки, обеспечивающих снижение энергопотребления при требуемом качестве обработки текстильных изделий.

Результаты исследования рекомендуются для использования в проект-но-конструкторских организациях, на предприятиях по изготовлению, эксплуатации и сервисному обслуживанию стиральных машин, а также в учебном процессе при подготовке высококвалифицированных специалистов в области проектирования и сервиса бытовых машин и приборов.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научно-технических конференциях в ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (г. Шахты, 2009, 2010г.) и в ГОУ ВПО «Ростовская академия сервиса Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса» (г. Ростов-на-Дону, 2009 г.), на XI Международной научно-технической конференции МНИЦ ПГСХА (г. Пенза, 2009, 2010 г.), на Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Перспектива 2010 (г. Нальчик, 2010 г.).

Результаты работы использованы предприятиями ООО «ПКФ «Ю.Г.»», г.Волгоград, ЗАО «Прогресс», г.Шахты и др.

Материалы диссертации используются в учебном процессе в ЮжноРоссийском государственном университете экономики и сервиса на кафедре «Машины и аппараты бытового назначения» при подготовке магистрантов по дисциплине «Проектирование стиральных машин», а также при курсовом, дипломном проектировании и подготовке магистерских диссертаций.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано автором в 11 статьях, из них 1 статья в журнале, входящим в перечень п.8 ВАК РФ. Получено решение о выдаче патента на изобретение РФ.

Ряд положений диссертации изложен в отчетах по НИР, выполненных вЮРГУЭС.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, приложений и содержит 165 страницы машинописного текста, 92 рисунка, 15 таблиц и список использованной литературы из 116 наименований.

9) Результаты исследования рекомендуются для использования в про-ектно-конструкторских организациях, на предприятиях по изготовлению, эксплуатации и сервисному обслуживанию стиральных машин, а также в учебном процессе при подготовке высококвалифицированных специалистов в области проектирования и сервиса бытовых машин и приборов.

1. Алёхин С.Н. Определение параметров, характеризующих динамику стиральных машин барабанного типа при отжиме: метод, пособие для проведения расчетов при выполнении практич. раб. Шахты: ДГАС, 1998. 28 с.

2. Ануреев Ю.П. Новое ■ в разработке и исследованиях электробытовых машин и приборов. Киев: ВНИИЭКИЭМП, 1988. 25 с.

3. Архитектурно-технические требования к бытовым стиральным машинам. М.: Машиностроение , 1980. 320 с.

4. Бельфер Ф. П. Оборудование и технология производств бытового обслуживания. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. 341 с.

5. Бельфер Ф. П. Теория и практика производств предприятий химической чистки. М.: Лёгпромбытиздат, 1987. 152 с.

6. Бельфер Ф.П. Справочная книга мастера прачечного производства. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1982. 256 с.

7. Блувштейн Н. А., Папков Б. П. Ремонт автоматических бытовых стиральных машин. М.: Лёг.индустрия,1977. 96с.

8. Бондарь Е.С. , Кравцевич В.Я. Современные бытовые электроприборы и машины. М.: Машиностроение, 1987.-224 с.

9. Бородин В. А., Лихачёв С.А. Бытовые стиральные машины. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1998. 224с.Ю.Бушуев В.В. Энергосбережение в России (опыт, проблемы и пути решения) // ЭСКО Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы». 2002. №10.

10. Бытовая техника: экспертиза и тесты // Потребитель. 2004, №31— 226 с.

11. Бытовая техника: справочник. М.: Омега, 1997. 384 с.

12. Бытовые стиральные машины : каталог // ГК РФ по стандартизации, метрологии и сертификации. ВНИИКИ. М, 1992. 67с.

13. Введенский Б.А., Вул Б.М. Физический энциклопедический словарь: словарь. М.: Советская энциклопедия, 1965. 592 с.

14. Верников Я. Н., Андросов В.Ф. Обработка текстильных изделий в водных растворах CMC. М.: Лёгпромбытиздат, 1986. 144 с.

15. Воробьев, Л.Н. Технология машиностроения и ремонт машин. М.: Высш. шк., 1981. 344 с.

16. Гельмерих Р., Швиндт П. Введение в автоматизированное проектирование/ пер.с нем. Фролова В. H. М.: Машиностроение, 1990. 173с.

17. Гернет М.М., Ратобыльский В.Ф. Определение моментов инерции. М.: Машиностроение, 1969. 247 с.

18. ГОСТ 14087-88. Электроприборы бытовые. Общие технические требования. Введ. 1987- 01-01, М.: Изд-во стандартов, 1988. 18с.

19. ГОСТ 52084-2003. Приборы электрические бытовые. Общие технические условия. М: Изд-во стандартов, 2004. 16 с.

20. ГОСТ 8051-93: Машины' стиральные бытовые: общие технические условия. М:: Изд-во стандартов, 1993. 48с.

21. Губарь Д.А. Оптимизация процессов стирки в барабанных автоматических стиральных машинах: Автореф. дис. канд. техн. наук. М-,. 1989, -21 с.

22. Гусев?Л. М: Влияние скоростей-вращения на длительность обработки текстильных материалов в промышленных машинах циркуляционного типа: сб. научн. тр. М.: Ленинград, ин-т текстильнойилёгкой промышленности, 1971. с. 318-320;

23. Гусев Л; М. Движение текстильных материалов в барабанных промывных машинах с; реверсивно вращающимся движением: сборник. , М.: ЦЬШИТЭЙдегпищемаш, 1969. с. 20-27;

24. Гусев Л. М., Петров Б.И. Повышение рабочих скоростей вращения барабана как способ повышения производительности стирально промышленных машин: сб. научттр. М;:. Лёнинград. ин-т текстильной и лёгкой промышленности, Л 971. с. 244-246:

25. Ивович И.А., Онищенко В.Я. Защита от вибрации в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990. 272 с. •

26. Ильяшенко Н; Д., Петко И.В. Зависимость качества стирки от характера построения технологического5 процесса обработки белья в бытовых автоматических стиральных машинах барабанного типа. М.: Бытовая электротехника, Информэлектро, 1978.

27. Ильяшенко Н. Д., Зайцев В.Г. Исследование бытовых автоматических стиральных машин барабанного типа : сборник . М.: Информэлектро, 1974.

28. Ильяшенко Н.Д. Исследование влияния некоторых факторов на технико-эксплуатационные и функциональные характеристики бытовых автоматических стиральных машин барабанного типа. М, 1975. :

29. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. 104 с.

30. Каталог продукции L-Çard 2007. M.: ЗАО РИЦ «Техносфера», 2007. 41 с.

31. К вопросу моделирования механического фактора стирки в барабанных стиральных машинах сб.науч.тр/ .Всесоюзный научно-исследовательский экспериментально-конструкторский ин-т электробытовых машин и приборов. Киев: ВНИЭКИЕМП, 1985. с 28-34.

32. КолядаВ. Современные стиральные машины. М.: Солон-Р, 2001. 208 с.

33. Koнoплeвà Н. Крутим счетчик в обратную сторону// Потребитель. 2005. №11.

34. Корецкий А. Ф. К энергетике моющего. действия. М.: Коллоидный журнал, 1972. №5 . с 803.

35. Корякин-Черняк С. Л. Стиральные машины от А до Я. СПб.: Наука и техника, 2002. 304 с.

36. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. .Справочник по элементарной физике: справочник. М.: Наука. 1976. 256с.

37. Кравченко В. Г. О техническом уровне и тенденциях в развитии производства бытовых стиральных машин: обзор. М.: ЦНИИТЭСлегпищмаш, 1971.

38. Кузьмина О. По барабану и по баку// Потребитель. Экспертиза и тесты: Бытовая техника. 2006. №11, 226 с.

39. Культурная стирка // Потребитель. Экспертиза и тесты: Бытовая техника. 2009. №2, 162с.

40. Лебедев В. С. Динамические нагрузки в машинах бытового назначения. М.: МТИ, 1977.

41. Лебедев В. С. Основы расчета приводов технологических машин й аппаратов бытового назначения. М.:МТИ, 1975.

42. Лебедев В. С. Основные процессы, машины и аппараты предприятий бытового обслуживания.М.: Легкая индустрия, 1976. 400 с.

43. Лебедев В. С. Расчет и конструирование бытовых машин и аппаратов бытового назначения. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1982. 328с.

44. Лебедев В. С. Технологические процессы машин и аппаратов в производствах бытового обслуживания. М.: Лёгпромбытиздат, 1991. 335 с.

45. Лепаев Д.А. Ремонт стиральных машин: Справочное издание. М.: Лёгпромбытиздат, 1987. 208 с.

46. Лепаев Д. А. Электрические приборы бытового назначения. М.: Лёгпромбытиздат, 1991. 272 с.

47. Лир Э.В. , Петко И.В. Электробытовые машины и приборы: справочник 2-е изд. перераб. и доп. Киев: Техшка, 1990. 270с.

48. Лихтцер Е. И., Верников Я. Н., Емельянов М. А. Обслуживание прачечного оборудования: учебное пособие для ПТУ 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1991. 287с.

49. Г.Малахов В.Н. Влияние конструктивно-технологических факторов на основные показатели качества бытовых барабанных стиральных машин. М.: ГАСБУ, 1997. 130 с.

50. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности: 2-е изд.перёраб. и доп. М.: Высшая школа, 1986. 320 с.53;Межлумова Р. П., Афанасьева В. Л., Сухова Г. В. Технология обработки белья в прачечных. М,: Стройиздат, 1968. 172 с.

51. Методы измерения рабочих характеристик электробытовых стиральных машин / Стандарт МЭК. Публикация 456, Международная электротехническая комиссия. Изд. Стандартов. М., 1979.

52. Минаев — Цикановский В. А. Машины и оборудование промышленных фабрик прачечных. М.: Машиностроение, 1968. 320 с.'

53. Минаев Цикановский В. А. Прачечное производство. М.: Легкая индустрия, 1976. 250 с.

54. Минаев-Цикановский В.А., Межлумова Р.П. Эксплуатация оборудования прачечных. М.: Стройиздат, 1978. 315 с.

55. Набережных А.И., Сумзина JI.B. Бытовые стиральные машины: учебное пособие. М.: МГУ Сервиса, 2000. 176 с.

56. Нагорный П.И. О дисбалансе барабанов бытовых автоматических стиральных машин. М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш, 1972. 230 с.

57. Нагорный П.И., Токарев В.П. Технические и функциональные направления развития отдельных видов электробытовых машин и приборов. М.: ЦНИИТЕИлегпищемаш, 1973. 241 с.

58. Нагорный П. И., Токарев В.П. Технические и функциональные возможно' сти машин для обработки белья и перспективы их развития. М.:ЦНИИТЭИЛЕГПИЩЕМАШ, 1973. 240 с.

59. Немзер А. Ю. Переплетов П. Д. Определение скорости отжимных и сти-рально отжимных машин барабанного типа: сборник. М.: ЦНИИТЭст-роймаш, 120 с.

60. Орлов В. С., Миронова H.A., Коломийцев И.Н. Формирование ассортимента электробытовых товаров. М.: Экономика, 1978. 332 с.

61. Пат. 2398058 Российская Федерация, МПК D06F21/02. Стиральная машина барабанного типа. Сибаяма А., Асами Т., Иноуе X., Хирота X., Косига К.; заявитель и патентообладатель Панасоник Корпорэйшин. № 2009106698 ; заявл. 28.11.2007 ; опубл. 27.08.2010,-12 с.

62. Пат. 2307295 Российская Федерация, МПК D06F35/09. Стиральная машина и способ стирки. Ким Н.Е., .Дзеон С.М., Boo К.Ч.; заявитель и патентообладатель ЭлДжи Электронике. № 2005136811 ; заявл. 25.11.2005 ; опубл. 27. 09.2007, - 14 с.

63. Панова, В.И. Справочная книга мастера прачечного производства. М.: Легкая индустрия, 1982. 192 с.

64. Перелетов, Д.П. Исследование конструктивно-технологических параметров стирально-отжимных машин барабанного типа для прачечных самообслуживания. М. НИТХИБ, 1980. 176 с.

65. Перелетов Д. П., Летин A.C. Исследование основных закономерностей процесса стирки белья в машинах барабанного типа. М.: НИТХИБ, 1975, с. 73-84. •

66. Перелетов Д. П. Обработка белья в стирально-отжимных машинах КП-113 и КП-114.: Реферативный сборник / Д.П. Перелетов, А.Ю. Немзер. М.: ЦБНТИ Минбыта РСФСР, 1974. №3, с.7-11.

67. Переплетов Д. А. Эк<шериментальные исследования по интенсификации процесса стирки текстильных изделий в машинах барабанного типа: сб. науч.трудов. М., 1974. с. 33-35.

68. Петров A.M., Фишман Б.Е. Бытовые машины и приборы. М.: Легкая индустрия, 1973. 296 с.

69. Постановление Администрации Ростовской области №186 от 16.09.2010 года // Haine время. 2010. 28 сентября.

70. РД-50-432-83. Промышленные товары народного потребления. Методы оценки потребительских показателей качества. М.: Издательство стандартов, 1983.

71. Русанова И.К. Теоретические и методические основы оптимизации энергопотребления при отжиме и сушке изделий из текстильных материалов:дисс. на соиск. к.т.н. по спец. 05.02.13. М.: РГУТиС. 2008.

72. Седов А. В., Надтока И.И. Системы контроля, распознавания и прогнозирования электропотребления. Р н/Д.: Изд-во Рост. Ун-та, 2002. 320с.

73. Сивухин Д.В. Общий курс физики: 3-е изд. М.: Наука, 1989.- 53 с.

74. Сингаевская Г. И. Функции в Excel. Решение практических задач. М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. 880 с.

75. Скоробогатов Н. А. Современные стиральные машины и моющие средства. СПб.: БХВ Петербург: Арлит, 2001. 240 с.

76. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование: Общепромышленные механизмы и бытовая техника. М.: Мастерство, 2001.224 с.

77. Трофимова Т.И. Курс физики: Колебания и волны: Теория, задачи и решения. М.: Академия, 2003. 344 с.

78. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Статистический анализ данных на компьютере: под. ред. В. Э. Фигурнова. М.: ИНФРА М, 1998. 528с.

79. Усольцев A.M. Совершенствование рабочих органов барабанных стираль-но-отжимных машин. М. МГУС, 2003.

80. Фаворин М. В. Моменты инерции тел: справочник; под ред. М. М. Герне-та. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977. 511 с.

81. Фетисов В.Г., Мицик М. Ф., Медведев Д. В. Основы математического моделирования: учебное пособие. Шахты: ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2009. 200 с.

82. Фиртель О. Движение белья в барабанных стиральных машинах. «Was-dureitedinik». 1963. №10, 719-711 с.

83. Франц В.Я. Рациональное использование энергоресурсов в швейной про-■ мышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, 328 с.

84. Хмара Г. И., Слабодинюк Л.Н., Дьячкова Е.В. Роль бытовых электроприборов в современном домашнем хозяйстве. Электротехническая промышленность. .: Сер. Быт. Электротехника. 1982. №3(70). 5с.

85. Цывильский В. Л. Теоретическая механика: учебник для втузов. М.: Высш. шк., 2001. 320 с.

86. Шишатский В.Н., Беледина Е.И. К вопросу выбора объемного модуля стирально отжимных машин. - Ленинград: ин - т ВНИИкоммунмаш, 1973. 123 с.

87. Электронный ресурс: http:// www.irvispress.ru/cgi/index/review/wash/abc

88. Электронный ресурс: http://gazeta.sebastopol.ua/2009/04/17/schitaj-i-ekonom/

89. Электронный ресурс: http://www.elremont.ru/

90. Электронный ресурс: http ://www. data-chip .ru/n/electronica/elektrika/136-aereco.-jenergosberezhenie-v-dome.html

91. Электронный ресурс: http://www.energosovet.ru/stat52.html

92. Электронный ресурс: http://energo.omniconf.ru

93. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики: статика, кинематика, динамика: учеб. пособие для вузов. 8-е изд. стер. СПб.: Лань, 2001. 768 с.

94. Proceeoligs of the Secunol international congress of surfage activity vol 4. London, 1965.№ l,p.l5-20.

95. Kling W., and Lauge H. J. Amer Oil Chemists Soc. 1960.N1, 30-32.

96. Jornal «Power Leuindru and Cleaning News» , 1975, p. 19.

97. Tijeskeus Kinetiedes Waschproness, Milliond Textilerichte, 1974, N 8, p. 702-707.

98. Durham K. Surface activity and Detergency Londau, Macmillan Ldt. 1961.

99. Oedenroth «Fette Seiten - Anstrich», bd 14, p. 424-430. .Работы опубликованные автором